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1、2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司1TraceProTRAINING COURSE黄日忠E-Mail:2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司2课程内容光學軟體屬性TracePro 簡介TracePro 模擬步驟应用实例说明 2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司3光学设计仿真软件之属性依计算方式分为几类，例如：I.Ray tracing传统光学,成像或非成像系统,照明系统TracePro,ZEMAX,OSLO,ASAP,LightToolsII.BPM (Beam Propagation Method)，FDTD等光波导,DWDM等被动组件BPM_CAD,WDM_P
2、hasar2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司4Ray tracingSequential ray tracing(序列性描光)以光学面来建构模型单一光源计算时考虑光学面之顺序各光学面只计算一次计算速率快,时间短可作最佳化计算(Optimization) 及公差分析(Tolerance)2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司5Ray tracing IINon-sequential ray tracing(非序列性描光)以对象之观念建构模型无顺序之考虑对同一对象可同时计算穿透,反射,吸收及散射需模拟大量光线(需较长时间)最接近真实光线之行径不易作最佳化及公差分析2024/9/
3、4版权所有 讯技科技股份有限公司6TracePro简介美国NASA卫星计划所开发的软件Lambda Research公司光学与机构最佳沟通桥梁，曾获软件设计大奖第一套由符合工业标准的ACIS固体模型绘图软件所发展出来的光机软件.适用于各种光学设计如：镜头杂散光分析，背光板，LED设计及应用，照明灯具，车灯，投影显示器，扫描仪，医疗仪器，激光器材，各式消费性电子产品等等2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司7版本目前版本3.3.1版包含有一个主程序及数个CAD TranslatorPhoto realistic Render主程序分为四个等级RC ,LC ,Standard ,Exper
4、t每年数次版本更新2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司8国内使用群投影显示器:中强光电，明碁，台达，大亿，奇景光电，美隆电子，铼德，浙江舜宇镜头：普立尔，佳能(Canon)，玉晶，致申，台达，葳强，光宝LED封装及应用:工研院，仁宝，亿光，东贝，光宝，天津光宝，今台，佰鸿，铼宝，玉景，艾笛森LCD模块:友达光电,瀚宇彩晶，广辉，胜华，瑞仪光电，芸光，中强，华上，深圳宏瑞光电，国冶星，苏州冠鑫，世成，李洲罗技，菱光，精碟，欣昱晟，东莞莹辉，上海奥姆龙（OMRON），丽清车灯,香港理工大学，ASM等其它灯具，镜头厂，车灯，背光源2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司9国外知名客户
5、 2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司10保留材质数据在TracePro中定义Model之Properties,以其它ACIS-based软件打开此档案,其Properties仍存在,修改Model后再以TracePro开启Properties仍不变2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司11SAT特性可储存于SAT file之DataMaterial PropertiesSurface PropertiesSurface Source parametersImportance sampling targetsPrescription dataObject and surfac
6、e namesExit surface for simulation mode2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司12SAT特性II不可储存之数据为在以下对话框中定义之数据Analysis/Grid RaytraceAnalysis/Raytrace OptionsAnalysis/IrradianceAnalysis/Candela 2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司13安装系统系统需求CPU :Pentium III 900 MHZ系统接口:Window 98/ME ,NT或2000,XP内存 :256MB(Win 98/ME)512MB(Win NT/2000,XP
7、)硬盘空间:TracePro 50MBIGES&STEP 转换程序 10MB显示卡: 分辨率1024*768内存 2MB 以上，支持OpenGL2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司14使用前设定系统设定*Customize设定-Database file2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司15偏好设定Preferences2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司16TracePro模拟步骤建立模型及材質，光學特性光源建立描光设定分析功能2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司17建立模型方式TracePro直接建立利用TracePro内建之功能建立各种模型CAD
8、转档利用CAD软件，如SolidWork，Pro/E，Catia，UG等。建立三维固体模型后，转入TracePro模拟光学设计软件转文件可读取ZEMAX，OSLO，CodeV之镜头档案2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司18内建三维固体模型Lens Element球面,非球面材质ApertureFresnel Lens2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司19反射面Reflector-圆锥型(Conic) 2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司20复合状反射面-3D Compound2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司21沟状-水槽型(Trough)2024
9、/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司22复合沟状-复合水槽型(Compound Trough) 2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司23方形反射面-Rectangular Concentrator2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司24多面体反射面Facetted Rim Ray指定光源位置、大小及目标位置、大小，便可自动产生多面体反射面2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司25遮光板及水管状Baffle VaneTube 2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司26基本形状Primitive SolidsBlockCylinder/ConeTorusSph
10、ereThin Sheet 2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司27布尔运算布尔运算交集联集相减2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司28面延伸Sweep2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司29面旋转Revolve2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司30CAD转档IGES,STEP,SAT,STL,TranslatorCATIA或Pro/E Reader & Writer直接读取必须为Solid固体模型Healing-可利用healing来修正模型错误2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司31镜头设计软件转文件Insert Lens Design
11、Software dataZEMAXOSLOCodeVACCOSSigma20002024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司32定义光学特性Apply Properties标签介绍MaterialSurface Properties-材质新增-光学特性之编辑2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司33定义颜色及偏振片Prescription-找出光线与surface作用之顺序，用于AutoImportance SampleColor-定义object之颜色Mueller Matrix-定义polarizes或wave plates2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司34GR
12、IN及体积散射Gradient Index-定义GRIN LensBulk Scattering-定义体积散射（TracePro可模拟表面散射及体积散射）Temperature-考虑温度效应2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司35RepTile及重点采样RepTile-设定RepTile特性，应用于背光模块或微结构设计Importance Sampling-为改进Monte Carlo计算效能的一种技术2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司36仿真模式Exit Surface-使用Simulation mode时用来指定data搜集面Diffraction-指定作孔径绕射计算
13、之表面2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司37隐藏对象Raytrace Flag-可指定特定表面于Raytrace时不做计算2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司38物质材料Material Properties2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司39表面性质Surface Properties2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司40体积散射Bulk Scatter Properties-Scatter Coeff.其倒数表材质中之Meanfree path-SDF= p()=g为Anisotropy系数，-1gACRYLIC接下来定义光源光源设定如图20
14、24/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司74高斯光束定义高斯光源Trace Rays2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司75观察分析将光线Display选择端点面利用IrradianceIlluminance Map观察之利用Candela PlotPolar Iso来检查2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司76LCD Backlight练习先定义一矩形背光板,长=100mm 宽 100mm 高=10mm 并将其材质设为PLASTICPolycarb将surface 1,2,3,5设为mirror2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司77建立CCFL光源模型定义光
15、源 ,首先Insert一Cylinder如图2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司78发光特性于Apply Properties中,将surface 0 设为Flour White再选择Surface Source并定义如图2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司79反射面接下来建立一反射面定义两个Cylinder如图(接下页)2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司80布尔运算练习再以BooleanSubtract功能将较大之柱状体减去较小之柱状体2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司81布尔运算练习II再输入一矩形大小如前一矩形利用Boolean Subtrac
16、t,以前一页所建之柱状体减去矩形,便得一反射面将反射面之property定为Perfect Mirror2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司82建立网点接下来建立dot patternInsert Solid Sphere半径为1mm ,位置为y=-5 ,并将其property设为Diffuse White已复制至功能将其复制到布满panel为止2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司83观察面建立观察面如图,并将其定为吸收面2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司84计算及分析在描光之前,先将Display Rays关掉分析2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司
17、85何不利用RepTile？建立一背光板长宽高各为10mm*10mm*1mm利用RepTile定义dot pattern(sphere),使其分布为“ 于10mm中有100个dots ”,高度由0.00010.04,曲率0.04Dot材质为 diffuse white2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司86RepTile 练习背光板下放一片反光片,材质为diffuse white定义如前例:LCD Backlight练习之光源Ray Trace并检视光线之分布2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司87Volume Flux可检视物体内任意位置之能量分布Collect Volu
18、me Flux2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司88Volume Flux分析View Volume Flux2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司89多个不同波长之光源模拟试建立三个光源,波长各为R=0.65 G=0.55 B=0.45使用Block尺寸各为10mm*10mm*10mm指向+Z方向之面为光源于光源前建立一观察面观察各光源照射于观察面,其颜色分布2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司90Polarization在TracePro中建立Polarizer是利用Mueller MatrixPolarization Maps检视Polarization S
19、tate2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司91PS converter建立如图之PRISM厚为50mm2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司92建立偏振特性定义PBS之surface properties为s反射p穿透于较低一片之prism后贴上1/2 wave plate接下来于Z=15mm处置入一polarizer2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司93模拟及检视建立一光源,并作描光检视polarizer上光线之状态2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司94LED 模型试建一LED模型,如图其中cup之反射率为0.90LED chip中每一面之亮度都一
20、样,TotalPower = 10 mW2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司95光强度分析试计算其far-field intensity distribution2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司96镜头杂散光分析TracePro可以处理哪些杂散光TracePro如何建立镜头模型如何描述散射模型杂散光分析2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司97TracePro可以处理哪些杂散光杂散光简单的说就是不需要的光线TracePro可以处理的杂散光Ghost：一定在透镜表面反射偶数次一次散射光：光源直接照射到系统的光学组件时产生Straight shot：光源直射进观察面
21、多次散射光线：光原先照射在档光板上再散射至光学组件边缘绕射（Edge diffraction）：孔径大小对波长比值相对小时，视场外的光也会通过A.S.到达成像面红外系统中的自体辐射：由仪器本身的辐射热产生2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司98建立镜头模型先以ZEMAX或是OSLO设计好镜头直接在TracePro中开启利用TracePro或是CAD建立外部机构，再转入TracePro设定材质2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司99如何描述散射模型材料库软件中自行建立散射ABg模型BSDF模型Reflet量测BSDF值转入TracePro2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司100杂散光分析Display selected raysRay sortingSort ray pathRay History & Flux Report2024/9/4版权所有 讯技科技股份有限公司101杂散光分析1.追迹光线2.利用Irradiance map找出杂散光斑之坐标3.在上述坐标位置建立一个小观察面，大小刚好符合光斑4.重新追迹光线5.利用Ray sorting独立光斑之光线路径6.开启Incident ray table及Ray histories检视光线详细资料
